臥式磁性研磨機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題目：臥式磁性研磨機(jī)床（夾具）的設(shè)計(jì) QQ6866150S H7 0431【機(jī)械設(shè)計(jì)制造歿其自動化】臥式磁性研磨機(jī)床陜具的設(shè)計(jì)名稱厶大小類型修改日期彈簧夾頭A2bale70KBBAK文件2014-06-153彈簧夾頭A2.dwg79KBdwg文件2014-0S-15J機(jī)斥總冬UO有手柄.bak233KBBAK文件2014-06-14機(jī)床總EA£I有手柄.dwg266KBDTO文件2014-06-159夾具裝配圖AO. bk172KBBAK文件2014-06-15J夾具裝配國AO. dwg229KBDVG文件2014-06-155J尾座kO. bak368KBBAK文件2

2、014-06-1553尾座kO. dwg255KBDWG文件2014-06-15當(dāng)臥式磁性研磨機(jī)床灰具）的設(shè)計(jì).docl?870KBMicrosoft Offic.2016-12-31型1臥式磁i生研磨機(jī)床泱具）的設(shè)計(jì)任務(wù)書.doc46KBMicrosoft Offic.2016-12-31園螺母A4. bak84KBBAK文件2014-06-15園甥母A4. dwg57KBDVG文件2014-06-1553泓套A2bale100KBBAK文件2014-06-15、J泓套A2. dwg81KBDWG文件2014-06-15完整CAD,三維模型設(shè)計(jì)圖紙請聯(lián)系本人，參見豆丁備注。畢業(yè)生姓名：所屬系

3、（部）機(jī)電系專業(yè).機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化學(xué)號.指導(dǎo)教師臥式磁性研磨機(jī)床的夾具設(shè)計(jì)本課題對磁性研磨的加工機(jī)理和影響磁性研磨的加工因素進(jìn)行了較為全面和深 入的研究。通過對磁性磨料各成分在磁性研磨中所起的作用進(jìn)行分析，研制成了一種 新型的磁性磨料。根據(jù)磁性研磨加工原理，通過對磁路的分析與計(jì)算，設(shè)計(jì)出了一種 磁性研磨夾具裝置。本題U的設(shè)計(jì)師為了要對活塞溝槽部分進(jìn)行去毛刺出處理，進(jìn)而設(shè)汁出了一套活 塞進(jìn)行定位夾緊夾具。同時對磁性研磨總體也做了設(shè)汁。關(guān)鍵詞:磁性研磨磁性研磨裝置磁性磨料夾具M(jìn)echanism Analysis and Experiment Research on MagneticAbras

4、ive FinishingAbstractThe subject is to do a more comprehensive and in-depth study about processing magnetic grinding mechanism and the effects factors of the role of magnetic abrasive grinding components of the magnetic abrasive .develop a new type of magnetic abrasive. According to Magnetic Abrasiv

5、e Finishing principle of the magnetic circuit analysis and calculation, design a magnetic abrasive device.The subject is to design a pair of piston positioning of the clamping fixture, so as to get rip of the burr at the same time we design the total part.Key words:Magnetic abusive; Magnetic abrasiv

6、e device;Magnetic abrasive; Clamping fixture第一章零件的表面質(zhì)量1一、零件質(zhì)量含義1二、表面質(zhì)量含義1三、表面質(zhì)量對零件使用性能的影響2第二章 光整加工技術(shù)6一、概述6二、光整加工技術(shù)基本概念6三、磁性研磨8四、去毛刺光整加工11第三章磁性研磨光整加工技術(shù)15一、磁性研磨光整加工原理15二、影響磁性研磨光整加工效果的因素18三、磁磨粉26第四章 磁性研磨總體設(shè)計(jì)30磁性研磨機(jī)的構(gòu)成30二、各部分組成部分的功能30三、加工原理31第五章 夾具的設(shè)計(jì)32一、定心夾緊裝置32二、夾具體里一些主要元件尺寸的計(jì)算33二 夾豎力的汁筲35云 夾號總圖上尺殺公嘉卓

7、親喙親贏諒二二二二二二二二二二二二二36五、加工精度分析37畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)38參考文獻(xiàn)40附錄1：41外文資料1： 41附錄246中文譯文146附錄349外文資料249附錄453中文譯文253致謝55第一章零件的表面質(zhì)量一、零件質(zhì)含義零件的質(zhì)量是指由毛坯制造、熱處理和機(jī)械加工等方法獲得的零件，在材質(zhì)、尺 寸、形狀以及表面狀況等方面，與零件設(shè)計(jì)技術(shù)要求相符合的程度。所以零件的質(zhì)量 應(yīng)山毛坯制造、熱處理和機(jī)械加工共同來保證。對于零件的機(jī)械加工質(zhì)量，是山加工 精度和表面質(zhì)量兩個方面來評價。其中加工精度的評價指標(biāo)為各加工表面的尺寸精 度；各加工表面的兒何形狀精度及各加工表面間相互位置的精度，表達(dá)了對零件

8、宏觀 方面參數(shù)的要求；表面質(zhì)量表達(dá)了對零件表面的微觀兒何特征和物理力學(xué)性能的要 求。二、表面質(zhì)量含義任何機(jī)械加工所獲得的零件表層狀況，不可能是完全理想的表面，總是存在一定 的微觀兒何形狀偏差，其表面層材料在切削力和切削熱的影響下，也會使原有的物理 力學(xué)性能發(fā)生變化。為此，在機(jī)械加工中用“表面質(zhì)量”來評價由一種或兒種加工、 處理方法獲得的零件表面層兒何的、物理的、化學(xué)的或其它工程性能的狀況與零件技 術(shù)要求的符合程度。所表達(dá)的內(nèi)容分為以下兩個方面：（一）加工表面的幾何特征如粗糙度、加工表面缺陷。缺陷的種類很多，在切削加工中產(chǎn)生最多的缺陷是毛 刺。毛刺是指在切削加工時，山于塑性變性和表面撕裂等原因，

9、在加工表面的棱邊處 派生出多余的微小尖棱凸起物。（二）加工表層材料的性能如反映表面層的塑性變性與加工硬化、表面層的殘余應(yīng)力及表面層的金相組織變 化等方面的物理力學(xué)性；反映表面銹蝕、光學(xué)性能等方面要求的其他特殊性能。三、表面質(zhì)量對零件使用性能的影響表面質(zhì)量雖然只反映表面的兒何特性和表面層特性，但它對機(jī)械零件的耐磨性、 配合質(zhì)量、抗疲勞強(qiáng)度抗、腐蝕性及接觸剛度等方面的使用性能都有一定程度的影響。（一）對零件耐磨性的影響機(jī)械零件使用的壽命在很大程度上取決于零件的耐磨性。零件的耐磨性主要與摩 擦副的材料、熱處理情況和潤滑條件有關(guān)。在這些條件確定的情況下，零件的表面質(zhì) 量就起著決定性的作用。零件的磨損過

10、程通常分為以下三個階段：1、初期磨損階段。也稱為磨合階段。當(dāng)兩個零件的表面剛開始接觸時，只是表 面粗糙的凸峰相互接觸，實(shí)際接觸面積很小，單位面積壓力很大，不能形成潤滑油膜, 接觸處形成局部干摩擦，其應(yīng)力可能超過金屬的屈服極限和強(qiáng)度極限。隨著摩擦副的 相對運(yùn)動，接觸部分金屬被撕裂、破碎或切斷，凸峰很快被碾平，磨損速度較快。2、正常磨損階段。隨著磨合過程的進(jìn)行，表面粗糙度值逐漸減少，實(shí)際接觸面 積增大，單位面積壓力減小，摩擦表面有良好的潤滑條件，磨損將以緩慢速度進(jìn)行。3、急劇磨損階段。經(jīng)過相當(dāng)長一段時間后，隨著磨損的進(jìn)行，粗糙度值繼續(xù)減 小，潤滑油被擠出接觸面，致使接觸面間形成了半干摩擦，棋至干摩

11、擦，摩擦阻力增 大，加劇表面磨損。同時，由于實(shí)際接觸面積進(jìn)一步增大促使接觸表面間分子吸附力 增大，從而容易出現(xiàn)表面分子粘合的表面咬焊現(xiàn)象，隨著運(yùn)動的進(jìn)行，山于摩擦產(chǎn)生 大量熱改變表面金相組織，降低表面硬度，其至還能使局部接觸表面熔焊在一起，導(dǎo) 致磨損劇烈增加。表面質(zhì)量中的兒何特性和物理力學(xué)性能對零件的耐磨性都有一定的影響。零件初 期磨損量與表面粗糙度有著密切的關(guān)系。一般工作情況，表面粗糙度Ra0.40.8um 時初期磨損量最小。表面粗糙度的輪廓形狀和加工紋路方向，對零件的耐磨性有顯著的影響。在表面 粗糙度值相同時，表面輪廓形狀的差異，使零件間的實(shí)際接觸面積和潤滑油的留存情 況發(fā)生很大變化，零件

12、的耐磨性也就相差其遠(yuǎn)。零件表面的加工紋路方向與相對運(yùn)動方向的相互關(guān)系，對磨損量也有很大影響。如圖1-1所示。b)0 8 6 4 2 1 o o o O o o o o Ob)圖1-1磨損量與加工紋路方向的關(guān)系&、輕載 b、重載在輕載時，紋路方向與相對運(yùn)動方向相同時磨損量最小，相垂直時磨損量最大。 在重載時，當(dāng)兩表面紋路相垂直，且運(yùn)動方向平行于下表面的紋路方向時，磨損量最 ??；當(dāng)兩表面紋路方向與運(yùn)動方向相同時，容易發(fā)生咬合，磨損量最大。表面顯微硬 度與耐磨性的關(guān)系：9080706050 I III II I I300320340360380400420440顯微硬度HB圖1-2表面顯微硬

13、度與耐磨性的關(guān)系如圖1-2所示，機(jī)械加工后的零件經(jīng)冷態(tài)塑性變形，表面的顯微硬度都有所增加, 從而減小了表面進(jìn)一步塑性變形和表面層金屬咬焊的可能，提高了耐磨性。但加工硬 化到一定程度后，如再進(jìn)一步冷作硬化，將會引起金屬組織的過度“疏松”，使磨損 加劇，其至出現(xiàn)裂紋與剝落，反而使耐磨性能下降。（二）對配合質(zhì)量的影響表面粗糙度對配合表面的配合精度有較大的影響。實(shí)驗(yàn)表明，對于過盈配合，在 裝配時表面粗糙度的凸峰會被碾平，所以，即使具有相同有效過盈量的配合零件，也 會由于表面粗糙度值的不同，得到不同的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度，表面粗糙度值大者，連接強(qiáng)度較 低。對于間隙配合，表面粗糙度值大，初期磨損嚴(yán)重，很快增大配合間隙

14、，降低了配 合精度。設(shè)計(jì)時，應(yīng)根據(jù)零件的配合精度要求來選取相應(yīng)的表面粗糙度。當(dāng)配合精度要求 高時，相應(yīng)配合表面的表面粗糙度值應(yīng)小，以保證零件的配合質(zhì)量和工作可靠性。 車、鎮(zhèn)、鉆、銃、創(chuàng)、磨、拉、螺紋加工和齒輪加工等機(jī)械加工方法，都會使零件產(chǎn) 生程度不同的加工毛刺，形成加工表面的缺陷。尤其是棱邊毛刺最為明顯，這些毛刺 往往使零件不能很好地裝配，增大機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時的噪聲，發(fā)生不正常的磨損，甚至發(fā)生 精密配合表面卡死的現(xiàn)象。（三）對抗疲勞強(qiáng)度的影響在交變載荷作用下，零件山于表面粗糙和表面劃痕、裂紋等缺陷，將引起應(yīng)力集 中，導(dǎo)致表面輪廓谷底處應(yīng)力易于超過疲勞極限，從而產(chǎn)生和發(fā)展疲勞裂紋，造成疲 勞破壞?？?/p>

15、疲勞強(qiáng)度計(jì)算中的應(yīng)力集中系數(shù)，隨表面粗糙度值增大而增大。不同的材 料對應(yīng)力集中的敏感程度也不同，材料晶粒越細(xì)小，質(zhì)地越致密，對應(yīng)力集中越敬感, 表面粗糙度對抗疲勞強(qiáng)度的影響也越嚴(yán)重。材料強(qiáng)度極限越度，表面粗糙度值越大， 抗疲勞強(qiáng)度降低的越厲害。實(shí)驗(yàn)表明，對于承受交變負(fù)荷的零件，減小表面粗糙度值, 可使抗疲勞強(qiáng)度提高30%40%。加工硬化對抗疲勞強(qiáng)度也有影響。山拉伸和壓縮造成的適當(dāng)硬化，都能使表面金 屬強(qiáng)化，從而阻止疲勞裂紋的發(fā)生和緩和已有裂紋的擴(kuò)展，有利于提高抗疲勞強(qiáng)度。 但硬化過度，會出現(xiàn)較大的脆皮裂紋，而降低疲勞強(qiáng)度。表面殘余應(yīng)力對抗疲勞強(qiáng)度影響極大。當(dāng)表面為拉應(yīng)力時，能助長疲勞裂紋的形成

16、和 擴(kuò)展，從而降低抗疲勞強(qiáng)度。當(dāng)表面為壓應(yīng)力時，將抵消部分交變載荷引起的拉應(yīng)力, 從而提高零件的抗疲勞強(qiáng)度。零件表面層金屬的金相組織變化也要影響抗疲勞強(qiáng)度， 若在磨削過程中出現(xiàn)磨削裂紋，其影響更為嚴(yán)重。（四）對抗腐蝕性能的影響零件在潮濕的空氣中或在腐蝕性介質(zhì)中工作時，有腐蝕作用的介質(zhì)會積存在表面凹谷 和裂紋中，形成化學(xué)腐蝕或電化學(xué)腐蝕。凹谷越深、越尖銳，尤其是有裂紋時，這種 腐蝕作用越強(qiáng)。因此，降低表面粗糙度值，減少表面裂紋等缺陷，形成殘余壓應(yīng)力和 適當(dāng)?shù)募庸び不?，都能提高零件的抗腐蝕性能。（五）對其它方面的影響上面所描述的是零件表面質(zhì)量對產(chǎn)品一般性能的影響，有特殊要求的產(chǎn)品還要 考慮到對粘結(jié)

17、強(qiáng)度、涂漆性能、鍍層質(zhì)量、流動阻力，電路短路、清潔狀況、光澤性 能，食品衛(wèi)生及外觀質(zhì)量等方面的影響。第二章光整加工技術(shù)零件的表面質(zhì)量對零件的使用性能，壽命和可黑性都有很大影響，在機(jī)械加工過 程中影響表面質(zhì)量的因素乂非常復(fù)雜。因此，如何保證零件的表面質(zhì)量是人們十分關(guān) 注的問題。通常，為了獲得規(guī)定的表面質(zhì)量要求，就必須選擇合理的加工方法和工藝 參數(shù)；對某些零件的重要表面進(jìn)行光整加工和去毛刺。零件表面的加工方法很多，每種加工方法在獲得工件一定形狀和尺寸精度的同 時，也將得到一定的表面質(zhì)量?？谇?，在保證零件表面質(zhì)量的諸多加工方法中，有些 是著重于改善零件表面的兒何特性，如減小表面粗糙度值和去毛刺、劃痕

18、；有些是著 重于改善零件表面的物理力學(xué)性能，如提高表面硬度和改善應(yīng)力狀態(tài)；還有些加工方 法，在改善表面兒何特性和改善物理力學(xué)性能兩個方面，都能同時獲得很好的效果。 當(dāng)著重于減小表面粗糙度時，常采用光整磨削、研磨、殲亍磨、超精研、拋光等傳統(tǒng) 的光整加工方法。當(dāng)著重于改善零件表面的物理力學(xué)性能時，常采用無屑加工，如滾 壓、噴丸強(qiáng)化、金剛石壓光等作為表面的終加工工序。這些工藝加工時，金屬表層產(chǎn) 生塑性變形。表面硬度增加，且具有殘余應(yīng)力，使零件的耐磨性能和疲勞強(qiáng)度提高。近年來，由于對零件表面質(zhì)量的要求提高，表面光整加工工藝和去毛刺技術(shù)得到 迅速發(fā)展，涌現(xiàn)出許多新的工藝技術(shù)這些工藝方法不僅能有效地降低零

19、件表面粗糙 度值，改善表面應(yīng)力狀況，而且還可以清除毛刺、棱邊倒圓，使零件表面質(zhì)量大大提 咼。二、光整加工技術(shù)基本概念（一）光整加工技術(shù)含義在機(jī)械加工中旨在提高零件表面質(zhì)量為忖的的各種加工方法、加工技術(shù)，稱為表 面光整加工技術(shù)，簡稱光整技術(shù)。通常對零件毛坯表面和零件機(jī)械加工表面應(yīng)根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)的表面光整加工。 對于毛坯零件表面的光整加工，是指零件在經(jīng)過鑄造、沖壓、焊接之后，雖然獲得了 規(guī)定的毛坯尺寸、兒何形狀，但就其毛坯表面質(zhì)量而言，還存在許多缺陷，如表面氧 化層、皺曲、粘砂、殘留焊渣等。這樣的零件在進(jìn)入下道工療:之前，必須進(jìn)行清砂處 理或者鍍前處理等。這類表面光整加工，是以保證毛坯零件表面質(zhì)

20、量為LI的的，稱為 毛坯表面光整加工技術(shù)。零件經(jīng)切削加工后，進(jìn)行棱邊倒圓、去除毛刺、消除微觀裂紋、細(xì)化表面粗糙度、 改善物理力學(xué)性能，稱為零件最終表面光整加工技術(shù)，也稱為精密表面光整加工技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對零件表面質(zhì)量的要求越來越高，因此，零件表面加工技 術(shù)發(fā)展很快，學(xué)術(shù)體系逐漸形成，其中常被作為終加工工序的表面光整加工和去毛刺 技術(shù)得到迅速發(fā)展。它集機(jī)械加工、材料學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、電磁學(xué)等多學(xué)科為一體 的新型邊緣學(xué)科，日益受到人們的重視。（二）光整加工技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行光整加工的口的，主要是提高零件的表面質(zhì)量。無論是傳統(tǒng)的光整加工方法, 還是近年來出現(xiàn)的新工藝技術(shù)，都具有以下主要特點(diǎn)：1、

21、光整加工的加工余量小，原則上只是前道工序公差帶寬度的兒分之一。一般 情況下，只能改善表面質(zhì)量（減小粗糙度值、消除劃痕、裂紋和毛刺等），不影響加工 精度。如果余量太大，不僅生產(chǎn)效率低，有時還可能導(dǎo)致工件的原有精度下降。2、光整加工所用機(jī)床設(shè)備不需要很精確的成形運(yùn)動，但磨具與工具之間的相對 運(yùn)動應(yīng)盡量復(fù)雜。因?yàn)楣庹庸な羌?xì)粒度的磨料對匸件表面進(jìn)行微量切削和擠壓、劃 擦的過程，只要保證磨具與工件加工表面能具有較大的隨機(jī)性接觸，就能使表面誤差 逐步均化到最終消除，從而獲得很高的表面質(zhì)量。3、光整加工時，磨具相對于工件的定位基準(zhǔn)沒有確定的位置，一般不能修正加 工表面的形狀和位置誤差，其精度要靠先行工序來

22、保證。（三）光整加工技術(shù)分類為了保證和提高零件的表面質(zhì)量，采用光整加工方法作為零件的終加工工序是十 分有效的措施。訂前光整加工技術(shù)的工藝方法很多，有不同的分類方法。若按光整加 工的主要功能來分，可分為以下三大類：1、以降低零件表面粗糙度值為主要的的光整加工，如光整磨削、研磨、術(shù)磨 和拋光等。2、以改善零件表面物理力學(xué)性能為主要目的光整加工，如滾壓、噴丸強(qiáng)化、金 剛石壓光和擠孔等。3、以去除毛刺飛、邊棱邊倒圓等為主要的的光整加工，如噴砂、高溫爆炸、滾磨、動力刷加工等。若按加工時能量提供方法來分，有機(jī)械法、化學(xué)和電化學(xué)法、熱能作用等兒大類,光整磨削 超精研 瑜磨砂帶拋光非自由磨具V機(jī)械法彈性輪拋光

23、動力刷加工滾壓無削光整加工金剛石壓光 擠孔自山磨具研磨滾磨磁性研磨擠壓術(shù)磨液、汽體噴射噴丸強(qiáng)化電化學(xué)拋光化學(xué)心軸拋光化學(xué)和電化學(xué)法電化學(xué)振動光飾電解研磨超聲波加工激光加工高溫去毛刺熱能作用熱電阻絲加工約20多種。如圖2T三、磁性研磨（一）磁性研磨基本概念1、磁性研磨基本概念：自山磨料磁性研磨加工，是80年代以來迅速發(fā)展起來的精度表面加工技術(shù)，尤 其針對微小型精密零件的表面光整加工，具有十分廣闊的應(yīng)用前景，已逐漸引起人們 的重視。所謂磁性研磨，是置于在磁場中的磁磨粉在磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的作用下，將磁能轉(zhuǎn) 化成為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)對工件表面精密研磨加工的工藝方法。2、磁性研磨加工原理如圖2-2 (見下頁)給

24、出一對磁極N-S,并且在磁場中置入磁磨粉(一種既有導(dǎo)磁 性乂有切削能力的自由磨料)，在磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的作用下，磁磨粉按磁力線分布狀 態(tài)分布，在磁極之間構(gòu)成磁鏈。將被加工工件放置在N-S之間，使工件同時進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動和軸向振動運(yùn)動。磁場 力將使磁磨粉對工件表面形成磁磨壓力，并對工件表面進(jìn)行擠壓、刻痕和微量切削而 實(shí)現(xiàn)加工。磁性研磨不僅適合于加工磁性材料的工件，而且也適合于加工非磁性材料的工 件。磁性研磨可以應(yīng)用于加工平面、外圓表面、內(nèi)圓表面和成形表面3、磁性研磨磨具-磁磨粉(1) 磁磨粉的含義磁磨粉是實(shí)現(xiàn)磨粉磁性研磨加工的工作介質(zhì)。通常以純鐵粉和剛玉類磨料或碳 化硅磨料混合后，經(jīng)燒結(jié)或粘接后，粉碎

25、、篩選而成。顯然它是一種既有鐵磁性'乂 有磨削能力的自山磨料，借助于磁場實(shí)現(xiàn)對工件表面的加工。(2) 磁磨粉的構(gòu)成與制作粒狀的磁磨粉主要參數(shù)以D和d來表示，D代表磁磨粉直徑；d代表磁磨粉磨料磨粒 直徑。D與d的大小都將影響到加工的效果，通常D大則磁性強(qiáng)，金屬去除能力強(qiáng)，1、2磁極3磁磨粉4工件反之磁性弱，金屬去除能力弱。d大則加工粗糙，表面質(zhì)量差，反之加工細(xì)微，表面 質(zhì)量好。磁磨粉可用燒結(jié)法和粘結(jié)法制成。燒結(jié)法是將純鐵粉與氧化鋁磨料（或炭化硅磨 料）以一定比例均勻混合，在密閉的電爐中高溫?zé)Y(jié)。然后粉碎、篩選而成。燒制的 磁磨粉按粒度大小可分為60#、80#、240#不等。粘結(jié)法是將純鐵

26、粉與氧化鋁磨料（或碳化硅磨料）以一定比例均勻混合，然后加入一定 比例的環(huán)氧樹脂均勻混合、固化、晾干、粉碎篩選而成。粘結(jié)的磁磨粉也可按不同粒 度分為60#、80#不等。（3）磁性研磨加工的分類U前不斷研究開發(fā)的磁性研磨加工的種類很多，簡單歸納如下：1）按加工工件表面不同分類可分為 平面磁性研磨； 外圓表面磁性研磨 內(nèi)圓表面磁性研磨 成形表面磁性研磨 其它表面磁性研磨（溝槽、螺旋槽）2）按磁極配置而形成磁場的不同分類可分為 固定式磁場磁性研磨 移動式磁場磁性研磨 回轉(zhuǎn)式磁場磁性研磨此外，根據(jù)加工工件是磁性材料和非磁性材料，還可以分為磁性工件磁性研磨和 非磁性工件磁性研磨。（4）磁性研磨加工工藝特點(diǎn)

27、1）磁性研磨加工的工藝特點(diǎn) 磁性研磨屬于精密表面加工，加工后的表面質(zhì)量好，可達(dá)鏡面。表面粗糙度 可達(dá)RaO. 1 Um,棱邊倒圓最小可達(dá)RaO. 01 P mo 磁性研磨加工中的磁磨圧力是可以控制的，通過調(diào)節(jié)通入繞組的勵磁電流大 小，可以直接調(diào)整加工狀況中的有關(guān)參數(shù)。 磁磨裝置簡單、操作方便、加工時間短、生產(chǎn)效率低。 磁性研磨加工范圍廣，工藝適應(yīng)性強(qiáng)，可以加工外圓、內(nèi)圓、球面，形成表 面以及復(fù)雜形狀的表面。 磁性研磨加工的實(shí)現(xiàn)，必須借助于一種既有導(dǎo)磁性乂有切削能力的磁磨粉做 工作介質(zhì)。2）磁性研磨加工的工藝參數(shù)影響磁性研磨加工的工藝參數(shù)因素如下： 磁場中磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。 磁極的尺寸大小和兒何

28、形狀。 磁極工作表面與工件表面間隙大小。 工件的回轉(zhuǎn)速度。 工件軸向振動運(yùn)動的振幅與頻率。 磁性材料工件與非磁性材料工件。 磁磨粉的材質(zhì)，粒度和規(guī)格。 磁磨粉與磨劑的填充量。四、去毛刺光整加工零件在制造過程中，加工面的交接棱邊往往會產(chǎn)生毛刺或飛邊，它對產(chǎn)品的質(zhì) 量和性能都產(chǎn)生不良影響。因此有許多光整加工方法是以去除毛刺為主要LI的的，起 工作介質(zhì)所獲得的能量有機(jī)械能、化學(xué)能、電化學(xué)能、熱能、水能、電磁能和光能等。 在非自山磨具光整加工中介紹的動力刷加工，在自由磨具光整加工中介紹的滾磨、噴 射加工等，都是以去毛刺為主要目的的光整加工。下面僅介紹其它兒種去毛刺光整加 工的典型方法。1、電解去毛刺電

29、解去毛刺乂稱電化學(xué)去毛刺，是曲電解加工發(fā)展而來的一項(xiàng)新工藝，能有效 地去除用手工和機(jī)械方法難于去除的毛刺，以及特硬材料（如鉗、銀、鈦、淬火件等） 零件上的毛刺。它是以金屬零件為陽極，工具電極為陰極（應(yīng)放置在毛刺部位對面）。 當(dāng)在兩極之間施加直流電壓時，電解液在一定的壓力下流過兩極間隙，在零件的毛刺 或棱邊處產(chǎn)生的電流密度最大，因而使毛刺快速溶解，棱邊也被倒圓。電解去毛刺的過程中，電極間的反應(yīng)是相當(dāng)復(fù)雜的，它是一種電子與化學(xué)反應(yīng) 的綜合變化過程，所以影響因素很多，主要有工藝參數(shù)、電解液、工具電極和機(jī)床設(shè) 備。1、丄藝參數(shù)在電解去毛刺加工中，陽極溶解的物質(zhì)量和通過電解液的電量, 應(yīng)符合法拉第定律。

30、1）極間電壓，毛刺去除速度和極間工作電壓成正比。但實(shí)際加工時，電壓不宜 太高，當(dāng)超過70V時，使電極燒壞。2）極間間隙，金屬零件陽極與工件陰極采用相對固定的間隙，一般為0. ls2mm° 若間隙太大，則電極制造困難，且電流密度減小，可能去不盡毛刺，生產(chǎn)率低，當(dāng)去 除微小毛刺（如孔邊毛刺等），間隙適當(dāng)減小，可取0.1mm左右。3）加工時間，加工時間與毛刺去除量成正比，一般不超過ls2min。但當(dāng)毛刺 很大時，應(yīng)作預(yù)先處理，把毛刺尺寸減小后，再進(jìn)行電解去毛刺加工，一般加工時間 控制在5s20s之間。4）電流效率和電流強(qiáng)度，電解去毛刺去除量也與這兩個量成正比。在相同的條 件下，金屬或合金材

31、料的體積電化學(xué)當(dāng)量數(shù)及密度愈大者，毛刺去除量也大。5）電解液壓力，由于極間間隙比較小，要使電解液順利流動，應(yīng)對電解液施壓 力，一般應(yīng)大于0. 5MPao2、電解液 電解去毛刺加工過程中，它要在零件陽極與工件陰極間流動，使陽 極溶解的電化學(xué)反應(yīng)得以順利進(jìn)行。為此，對電解液的基本要求是：1）電導(dǎo)率高、粘性低、流動性好。2）在電化學(xué)反應(yīng)中，電解液的陰離子容易使陽極毛刺溶解，且不產(chǎn)生鈍化膜， 而陽離子在工具陰極上不產(chǎn)生沉積物，使工具陰極形狀、尺寸保持不變，保證加工精 度。3）性能穩(wěn)定、操作安全、使用壽命長、對設(shè)備和環(huán)境污染小。常用的電解液有三類：中性鹽類、酸性和堿性電解液。最常用的是中性鹽類電解 液，

32、為改善其性能，通?？稍陔娊庖褐刑砑痈鞣N不同性能的添加劑，如緩蝕劑、絡(luò)合 劑等。在去除鋁合金零件毛刺時，把3%的酒石酸作為絡(luò)合劑，加入到硝酸鈉電解溶 液中后，可防止氫氧化物的沉淀，避免電解產(chǎn)物阻塞，延長電解液的使用期限。1、工具陰極 工具陰極是電解去毛刺加工中的"切削刀具”。在加工過程中， 工具陰極與零件陽極之間沒有相對運(yùn)動，對其有如下要求：1）工具陰極要與零件陽極部分外形配合一致，特別是毛刺或飛邊部位。其余部 分應(yīng)作絕緣處理，可以在這些部位涂以環(huán)氧樹脂或套上尼龍1010保護(hù)套，以防止相 對應(yīng)的陽極非毛刺部位也進(jìn)行加工。2）工具陰極應(yīng)具有足夠的剛性、裝夾和調(diào)整要方便。3）工具陰極材料要

33、對電解液耐腐蝕，導(dǎo)電性良好。通常選用黃銅、不銹鋼、鵠 銅、銅傑等合金。4、機(jī)床設(shè)備 電解去毛刺加工設(shè)備，可用現(xiàn)有的電解加工設(shè)備改制，也可設(shè)計(jì) 專用機(jī)床。設(shè)備主要曲機(jī)床本體、加工部位（包括陽極、陰極、夾具工作臺和加工槽 等）、電解液工具循環(huán)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)及電氣控制部件等組成。電解液去毛刺加工的主要特點(diǎn)如下：2、與加工材料的硬度、強(qiáng)度、韌性等力學(xué)性能無關(guān)。因此，加工高硬度、高強(qiáng) 度、低韌性的材料時，具有很大的優(yōu)越性。3、在加工過程中不會產(chǎn)生殘余應(yīng)力和二次毛刺，也無機(jī)械變形和熱變形發(fā)生。4、只要工具陰極不與零件接觸或短路等，就不會損耗，就可以繼續(xù)使用。 其局限性是：機(jī)床附屬設(shè)備多，造價較高，工具陰極

34、和夾具設(shè)計(jì)制造復(fù)雜，成本高，設(shè)計(jì)周期長；難以進(jìn)行精密倒圓，對窄縫、微小孔等處的毛刺去除比較困難。（二）超聲波去毛刺超聲波去毛刺是超聲波加工在零件去毛刺中的應(yīng)用。它是將待去毛刺的零件和 懸浮磨料置于可作超聲波振動的容器中，受超聲波沖擊的自山磨料獲得能量，以很高 的速度沖擊毛刺，使其切離，達(dá)到祛毛刺的LI的。超聲波去毛刺的動力源是山超聲波 裝置提供的，所以磨料所帶的能量不大，因此它只能對零件的微小毛刺進(jìn)行加工。超聲波去毛刺的特點(diǎn)如下：（-）利用懸浮液中磨粒和液體分子的超聲能量，沖擊毛刺，使之破斷，可以加 工其它方法難以去除的毛刺。（二）使用于多種材料，尤其是脆性材料毛刺清除效果好。（三）操作方便，

35、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，只需要合適頻率的超聲發(fā)生器及其電控裝置、 加工容器等。設(shè)備消耗的功率較低。超聲波去毛刺方法，對于尺寸較大零件和較大毛刺，精度高和表面粗糙度要求低 的零件部太適用。（三）高溫去毛刺高溫去毛刺是熱能去毛刺的一種，乂稱熱沖擊、熱化學(xué)去毛刺。其工作原理是 將工件置入高壓密封容器內(nèi)，充入燃?xì)夂脱鯕庾鳛楣ぜ橘|(zhì)，經(jīng)混合后點(diǎn)燃爆炸，在 高溫作用下，將毛刺或飛邊去掉。燃?xì)庖话悴捎脷錃狻⑻烊粴饣蚣淄?。高溫去毛刺過程是一個化學(xué)、物理的反應(yīng)過程?；旌蠚怏w點(diǎn)燃后，在僅有2s3 S的瞬間爆炸過程中，燃?xì)獾幕瘜W(xué)反應(yīng)，可使容器內(nèi)的溫度高達(dá)2500s3500°C，爆 炸時還產(chǎn)生高壓和十分強(qiáng)烈的沖擊波，

36、并以2800m/s的高速傳播。容器內(nèi)的瞬時壓力 很高，約為充氣壓力的16-20倍。在高溫高壓的作用下，使零件的毛刺或飛邊迅速 燃燒成灰狀氧化物。山于毛刺燃燒過程只需要十兒毫秒時間，因此一般不會損壞工件。通常工件在進(jìn)行高溫去毛刺之前，需要將表面清洗干凈并烘干，去毛刺后，工 件表面覆蓋著一層粉狀氧化物，應(yīng)當(dāng)用亞磷酸或作表面處理等方法除去。影響高溫去毛刺的主要因素有：零件材料的熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、比熱和抗氧化性。 這兒種物理性能和化學(xué)性能當(dāng)數(shù)值偏低時，去毛刺效果較好。但是，上述兒種因素是 互相制約、互相聯(lián)系的，因而對零件去毛刺效果產(chǎn)生綜合影響。除以上零件材料本身 的物理化學(xué)性能外，高溫去毛刺的工藝參數(shù)還有

37、：燃?xì)饣旌媳瘸錃鈮毫ρb填密度面積 體積比及設(shè)備等，對去毛刺的質(zhì)量和生產(chǎn)效率均有很大的影響。高溫去毛刺的特點(diǎn)如下：2、生產(chǎn)效率高高溫去毛刺的一個工作循環(huán)時間為30-60s,形狀復(fù)雜的多毛 刺小零件，可使用夾具或筐籃，一次安裝數(shù)十件到兒百件。3、加工質(zhì)量好用氣體作為工作介質(zhì)，使一般工具或加工介質(zhì)無法觸及部位的 毛刺都能去除。燒除毛刺后的零件棱邊倒圓光滑，不會產(chǎn)生二次毛刺，質(zhì)量穩(wěn)定。4、通用性和實(shí)用性好 不受零件材質(zhì)影響，既適用金屬零件，也適用非金屬零 件。因以混合氣體作為加工刀具，對任何形狀復(fù)雜的零件都能進(jìn)行加工，尤其是對深 孔、盲孔、細(xì)小孔、交叉孔及窄縫等部位上的毛刺都能去除。5、生產(chǎn)成本低 雖

38、然熱能去毛刺設(shè)備昂貴，但僅一次性投資。它的加工成本， 主要是燃?xì)?、氧氣、水、電、壓縮空氣等消耗。所思零件單位成本低。高溫去毛刺的局限性是：爆燃過程中的高溫、高壓和沖擊波，對少數(shù)工件可能 帶來變形，其至損壞。故對剛性差的零件、薄壁零件或細(xì)而長的的零件，以及熱固性 塑料性均不適宜。另外，對不銹鋼、耐熱合金一類抗氧化能力強(qiáng)的合金也不適宜。第三章磁性研磨光整加工技術(shù)一、磁性研磨光整加工原理磁性研磨光整加工是利用磨具在磁場的作用下，實(shí)現(xiàn)對工件表面光整加工的方 法。作為磨具的磁磨粉，必須具有對磁場感應(yīng)的性質(zhì)，同時乂具有對工件的切削能力。 磁磨粉是一種平均直徑大約為150 u m的粒狀體，曲磁化率大的鐵粉和

39、磨削能力強(qiáng)的 氧化鋁粉或碳化硅粉等按一定比例混合而成的組合體。在磁性研磨加工中，只有在磁 場保持力的作用下，才能使磁磨粉實(shí)現(xiàn)對工件的研磨加工，因此磁性研磨的磨削力是 山磁場產(chǎn)生的，以研磨壓力的作用形式來實(shí)現(xiàn)。改變電磁鐵線圈電流、工作間隙，以 及工作間隙的結(jié)構(gòu)等，都將影響研磨壓力的大小。（一）研磨壓力的形成在磁場中，將磁磨粉填充在N-S磁極之間。由于磁場力的作用，每個磨粒中的鐵 成分通過磁場被磁化，使磁磨粉沿著磁力線方向排列成刷狀，將工件置入磁場的磁刷 中，工件與磁刷的邊端磨粒即相互吸引，邊端磨粒受磁力的作用緊壓于工件表面。這 樣工件運(yùn)動時，即可使磁刷和工件見產(chǎn)生相對運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)對工件表面的研磨加

40、工。如 圖3-1所示。在磁場中，等磁位線與磁力線方向互相垂直。通過合力應(yīng)的作用，使磁磨粉中 的每一個磨粒沿著固定的方向作用在工件的表面上，進(jìn)而構(gòu)成集中的磨粒群。在磁場 中，磨粒群始終受到磁場磁力的作用，磨粒群不會向加工區(qū)域外部流動和飛散而保持 在加工區(qū)域內(nèi)。當(dāng)加工區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減弱時，所受磁力隨之減小，磨粒群將 產(chǎn)生一定的變形。最后因磁磨粉的自重而落下，脫離加工區(qū)域。因此合力應(yīng)是一種 磁場保持力，即磁磨粉之間的相互吸引力，記作Fm.由上可知，磁場保持力Fmo使位于磁場中磁磨粒的每一個磨粒所產(chǎn)生的磁力， 并不是直接作用與工件表面上的，而是沿著磁力線方向相互銜接形成“磁串”進(jìn)而形 成“磁刷”

41、，通過磁刷才能產(chǎn)生一個指向工件表面的合力P,這個合力才是產(chǎn)生并作 用于工件表面的“研磨壓力”。在磁場作用下，所發(fā)生的研磨壓力大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磨粒中所含鐵的體積分 數(shù)W及磨粒的相對磁導(dǎo)率ur有關(guān)。此外，磨粒在磁場中還受到山工件回轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的 切向力。不但在磁場保持力、研磨壓力、切向力三力共同作用下，使磁磨粉穩(wěn)定地保 持在加工間隙中，完成對工件表面的加工。同時處在加工區(qū)域外部的磁磨粉,將自動 地向加工區(qū)域匯集，并填充于磁極和工件之間參與加工，形成一個完整的加工循環(huán)過 程。（二）磨粒的加工原理在磁性研磨中，磁磨粉是山微粉磨粒組成的磨粒群。磨粒群受到磁場中磁力的作 用而壓向工件表面，同時磁磨粉和工件

42、二者產(chǎn)生相對運(yùn)動，在接觸面上的磨粒將產(chǎn)生 接觸滑移、摩擦、刻劃，使工件表面得到研磨加工。1、微量切削作用山于磁磨粉是山微粉粒狀體的磨粒組成，切入工件表面的切痕深度一般不超過 0.20.3mn,切深小于前道工序加工后留下的缺陷。產(chǎn)生的切屑很小，工件的加工 變質(zhì)層極薄，殘余應(yīng)力也很微小，因此這種加工方法屬于微量切削，理論殘留面積高 度小，使加工后得到的表面粗糙度值很小。2、磨粒磨損作用磁性研磨加工中，在磨粒與丄件表面對磨的磨損過程中，使工件表面得到研磨加 工。III于磁磨粉一般集中在磁力線密集的表面不平輪廓峰附近，微觀表面不平輪廓的 峰部分磨損相對較大，使工件表面光潔、平整。3、電化學(xué)磨損作用磁性

43、研磨加工中存在著化學(xué)磨損，工件表面被磨粒摩擦、刻劃，純凈的金屬將暴 露在空氣中，被加工表面上新形成的區(qū)域內(nèi)金屬會與外部介質(zhì)產(chǎn)生相互化學(xué)反應(yīng)，表 面被迅速氧化并形成一層極薄的氧化膜。III于氧化膜與工件材料的膨脹系數(shù)不同，以 及加工過程中溫度變化等原因，在摩擦過程中氧化膜容易從工件表面脫落。在連續(xù)研 磨過程中，工件表面層金屬不斷地氧化-脫落-再氧化-再脫落，從而提高了研磨效率。 另外，回轉(zhuǎn)的工件在磁場兩極間受到每次交變的勵磁作用，導(dǎo)電的磁磨粉產(chǎn)生的電動 勢反復(fù)使工件表面充電，強(qiáng)化了表面的電化學(xué)過程。4、磨粒的切削軌跡磁刷端部的磨粒，在研磨過程中切削刃的切削軌跡，將山工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動和軸 向振動共同

44、構(gòu)成一個交義角仇，正是出于交義角的存在，才使得加工過程中工件表面 被充分地得到加工，加工質(zhì)量得到提高。交義角即磨粒切削刃軌跡與工件回轉(zhuǎn)方向上 的夾角。其計(jì)算公式為：Om=arctan(0. 12 八 af/v)在實(shí)際加工中，磁刷為柔軟的彈性磁鏈，受到研磨阻力后極容易產(chǎn)生變形，使 得加工表面上磨粒的實(shí)際軌跡與理論上不同，其交義角為Om'且Om/ <0(三) 磁性研磨加工后的工件表面狀態(tài)1、表面應(yīng)力的形成通常，工件表面加工之后，在表層將生成加工變質(zhì)層。這一變質(zhì)層具有的性質(zhì)， 與工件內(nèi)部的不同。磁性研磨加工時，山于磁磨粉對丄件形成的強(qiáng)大的壓力，迫使表面產(chǎn)生塑性變形, 從而使加工后表面會

45、產(chǎn)生壓縮殘留應(yīng)力，并形成若干個微米深度的加工變質(zhì)層。殘余 壓應(yīng)力的存在與工件的回轉(zhuǎn)速度、振動頻率、振幅大小、磁場強(qiáng)度及磁磨粉的種類有 關(guān)。磁性研磨加工后的表面變質(zhì)層深度，對于磁性材料約為2.7mno對于非磁性材 料約為2umo對磁性研磨加工后的工件進(jìn)行表面應(yīng)力測試，結(jié)果表明：材料為45鋼 的軸類零件，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B二1.2T工作間隙g二3mm時，軸向表面應(yīng)力可達(dá)-198Mpa： 徑向表面應(yīng)力可達(dá)-230Mpao材料為黃銅的內(nèi)圓表面零件，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B二0.9T工作 間隙g二3mm時，軸向表面應(yīng)力可達(dá)-160Mpa；徑向表面應(yīng)力可達(dá)154Mpao可見，通過 磁性研磨加工可以大大改善工件表面的應(yīng)力

46、分布狀態(tài)，從而提高了零件的使用壽命。2、表面毛刺的去除磁性研磨加工可以去除工件表面的毛刺。在磁場中，磁性工件棱邊上磁力線分 布是不均勻的，在磁力線密集的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度大，磁磨壓力大。同時工件本身還具 有軸向振動，為振動方向和磁刷方向大體呈垂直相交時，磁刷端部則有較強(qiáng)烈的加工 機(jī)會。如果工件在磁磨加工時，振動方向與生成毛刺的方向相同，則去毛能力較弱。 實(shí)驗(yàn)表面：經(jīng)過4min加工后，毛刺的高度可由最初的0.21mm減少到0.13mm。因此 可以認(rèn)為，隨著加工時間的增長，毛刺將被去除。對于徑向方向的毛刺，由于與加工方向垂直，因此去除毛刺要容易得多，一般認(rèn) 為1秒鐘后即可被完全去除。根據(jù)以上悄況，磁性

47、研磨可以去除切削加工中各個方向上生成的毛刺。對于齒輪, 液壓件表面等復(fù)雜曲線的工件，同樣可以去除切削加工所生成的各種毛刺。二、影響磁性研磨光整加工效果的因素評定磁性研磨光整加工效果的指標(biāo)主要有三項(xiàng)：表面金屬去除量；表面粗糙度值；表面應(yīng)力分布狀況。影響磁加工效果的因素主要有以下兒方面：磁感應(yīng)強(qiáng)度、工作間隙、工件回轉(zhuǎn)速 度、工件的軸向振動、工件材質(zhì)、磁極頭形狀、磁磨粉、添加劑及前道工序的表面粗 糙度等。在加工過程中，工件表面層的金屬去除量和表面粗糙度值的變化如圖3-2 （見下 頁）所示。表面粗糙度值在磁磨初期急劇下降，但從第8min后，只有極小的變化， 最后穩(wěn)定在一定數(shù)值上，大約為Ra0.2umo

48、整個磁性研磨過程只進(jìn)行6lOmin,即 可使表面粗糙度值山研磨的初始值減小到RaO. 2 um左右；金屬去除厚度和研磨時間 大體上呈直線上升趨勢，且去除量很小。在加£ 8min后，對應(yīng)的直徑減小量為 D二64 u m。 由此看出，磁性研磨這種加工方法，既不會破壞前一道工序的集合形狀精度，乂可使 表面粗糙度值降低到很小，可見這種光整加工方法的加工效果是十分理想的。下面就 影響加工效果的諸因素進(jìn)行討論。（一）磁感應(yīng)強(qiáng)度在磁性研磨加工中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是影響加工效果的主要因素之一。改變磁 感應(yīng)強(qiáng)度，會使工件獲得不同的加工效果。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度較弱時，金屬去除量較小， 表面粗糙度值較大。山前所

49、述：研磨壓力P正比于磁感應(yīng)強(qiáng)度B。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度較弱 時，研磨壓力相應(yīng)也小，磨粒沿著磁力線方向相互銜接形成的“磁審”之間的保持力也較弱。當(dāng)工件與“磁串”末端的磨粒產(chǎn)生相互運(yùn)動時，磨粒比較容易從“磁串”上 掉下100806040024681012加工時間T/min圖3-2磁性加工研磨特征來，因此金屬表面的去除量較小，表面粗糙度值的減小也較緩慢。隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的 增加，使磁場磁力增大，研磨壓力隨之增大，磁串之間的保持力增大，磨削能力得到 加強(qiáng)，因而金屬去除量增大，表面粗糙度值減小加快。但是當(dāng)繼續(xù)增加磁感應(yīng)強(qiáng)度時, 將使磁串之間的保持力進(jìn)一步加大，“磁刷”的剛性明顯增加，研磨壓力增大，使靠 近工件表面

50、的磨粒貼附在工件表面上，“磁刷”不再產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)滾動現(xiàn)象，磨粒得不到 及時轉(zhuǎn)移而破壞了磁刷的磨削能力，導(dǎo)致金屬去除量減小。同時，山于磁刷的剛性增 強(qiáng)，增大了表面的劃痕程度，表面粗糙度值會隨之增大。另一方面，由于磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng)，研磨壓力增大，磨粒會貼附在工件表面上，隨 工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動飛離匸作區(qū)而失去切削能力，金屬去除量將隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度增大而減 小，表面粗糙度值也會增大?？梢姶艌龅拇鸥袘?yīng)強(qiáng)度有一最佳使用范圍，由圖3-3 可知，選擇磁感應(yīng)強(qiáng)度B二0.81.2T較好，一般不超過1.4T。00.20.40.60.81.01.21.41.6磁感應(yīng)強(qiáng)度B/TO 51.a2015105fo咄蠱叩2g$圖3-3磁感

51、應(yīng)強(qiáng)度對加工效果的影響在選擇磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小時，要注意“磁飽和”現(xiàn)象的產(chǎn)生。鐵心、磁回路一定要在 沒有飽和的狀態(tài)下進(jìn)行。（二）工作間隙工作間隙是指工件表面和磁極之間的間隙。以下討論兩種惜況。1、在工作間隙中填充質(zhì)量一定的磁粉若工作間隙由g二1mm增大到g二3mm時，通過實(shí)驗(yàn)可看到：金屬去除量在逐漸減??；表 面粗糙度值在逐漸增大。山于工作間隙增大，才使磁刷的長度增長，有限的磨料排列 的密度減小，導(dǎo)致切削能力下降。2、在工作間隙中填充足夠多的磁磨粉通過實(shí)驗(yàn)觀察到的情況如下：（1）當(dāng)工作間隙滬1mm3mm時，可獲得較小的表面粗糙度Rd值。過大過小的工 作間隙，都將使表面粗糙度值Ra增大。（2）當(dāng)工作

52、間隙g<lmm時，工作間隙內(nèi)“磁串”較短，磁感應(yīng)強(qiáng)度較強(qiáng)，使“磁 刷”柔性降低，對工件表面劃傷程度加重，表面粗糙度值增大。同時由于工作間隙小 而不易填充足夠的磁磨粉，磁磨粉會在加工中會飛散而失去研磨能力。（3）當(dāng)匸作間隙g>3mm時，過大的工作間隙將增大磁阻，漏磁增大磁感應(yīng)強(qiáng)度 減弱，磨粒間的圧力減小，磁磨粉同樣不能很好地保持在工作間隙內(nèi)，最終導(dǎo)致磨削 能力下降。3、工件的回轉(zhuǎn)速度工件的回轉(zhuǎn)速度的選擇取決于磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁極頭形狀、工作間隙等多種因素。 正常工作條件下取V二20100 m/min.當(dāng)工件的回轉(zhuǎn)速度逐漸增大時，由于單位時間 內(nèi)磨削長度增加，金屬去除量隨之增大，表面粗糙度

53、值則在逐漸減小。當(dāng)工件轉(zhuǎn)速增 大到一定值后，磁磨粉飛散而不利于磁磨粉在加工區(qū)域內(nèi)的保持。當(dāng)工件的回轉(zhuǎn)速度達(dá)到150 nv/min時，隨著加工時間的增加，由于切削熱、渦流 熱的增加，導(dǎo)致加工表面溫度升高影響了加工的表面質(zhì)量，使工件的表面機(jī)能受到破 壞。例如：使淬火鋼的表面產(chǎn)生退火現(xiàn)象，表面硬度下降。以上說明工件回轉(zhuǎn)速度的選擇是很重要的。為了達(dá)到理想的加工效果，實(shí)驗(yàn)表明， 工件材料為45鋼時，選擇V二2050m/min比較合適。4、工件的軸向振動在加工中，若工件在產(chǎn)生圓周運(yùn)動的同時，乂產(chǎn)生軸向振動的運(yùn)動，不但可以 改進(jìn)加工效果，而且還可以提高加工效率。工件具有附加軸向振動，比無附加軸向振 動的金屬

54、去除量大的多，這將使加工時間縮短而提高了加工效率。同時，具有附加軸 向振動，比無附加軸向振動有利于工件表面粗糙度值的減小。加工前工件的表面粗糙 度值Rai. 6 u m,加I 8 min后RaO. 2»m。首先，由于工件表面的研磨方向發(fā)生變化, 切削方向上出現(xiàn)多向性效果，結(jié)果在工件表面上呈現(xiàn)出切削刃的切削軌跡為交義而不 重復(fù)的網(wǎng)紋狀，產(chǎn)生了疊加效果，十分有利于表面粗糙度值的減小。其次，山于振動, 疊加效果會促使磨料在工作間隙內(nèi)的攪拌作用加強(qiáng)，使磨粒的加工位置頻繁變動，有 效地防止磁磨粉的堵塞和鈍化，促使磨料不斷地出現(xiàn)新的切削刃，更好地對表面進(jìn)行 研磨加工，獲得很好的加工效果。在振動中

55、，當(dāng)振動振幅較小時，雖然有振動運(yùn)動，并不顯示出研磨量增大的效果。 振幅較小時，磁刷的首端與工件表面很難產(chǎn)生交義而不重復(fù)的網(wǎng)紋狀軌跡。磨料的切 削刃在工件表面上不能顯出多方向切削效果的攪拌作用。為了提高研磨能力，需要一 定大小的振動振幅，振幅一般不小于35、工件的材質(zhì)工件材料的導(dǎo)磁性對磁磨特性的影響是十分重要的。一般情況下，磁性材料主要 是指鐵系材料，而非磁性材料主要是指非鐵系材料。（1）工件是磁性材料如果工件是磁性材料，工件尺寸大小不會對加工效果帶來較大的影響，加工區(qū)域 的磁感應(yīng)強(qiáng)度一般在IT左右，因此可在較短的時間內(nèi)獲得滿意的加工效果。對于非 磁性材料，被加工工件尺寸的大小將對磁感應(yīng)強(qiáng)度的產(chǎn)

56、生直接的影響。例如直徑為 30 mm的非磁性材料工件，最多也只能獲得0.5T的磁感應(yīng)強(qiáng)度。因此加工效果達(dá)不 到滿意的要求。通過實(shí)驗(yàn)測定，在相同的條件下，磁性丄件比非磁性材料丄件的磁感 應(yīng)強(qiáng)度高出2-3倍。因此導(dǎo)磁性不同的兩種材料，在加工特性指標(biāo)及加工效率上都有 較大的差別。如圖3-4 （見下頁）所示（2）工件為非磁性材料如果工件的材料為非磁性材料，情況就有很大的差別。在這種情況下，磁場的磁 感應(yīng)強(qiáng)度僅與兩個磁極N-S有關(guān)，磁刷的形成也只能III N-S兩極決定。乂由于工作間 隙為兩磁極間的距離（2g+D）,工作間隙的增大，使磁阻隨之增大，導(dǎo)致磁場 分散磁力線散失增多。隨著工件直徑增加，磁感應(yīng)強(qiáng)度也逐漸減弱。如圖3-5在加工 過程中有兩種壓力產(chǎn)生：一種是沿著兩磁極間磁力線整齊地排列成的磁刷，以研磨壓圖3-4磁性材料工件研磨圧力分布狀況力Ps的形式作用于工件表面；另一種是在工件側(cè)面形成的磁刷，以側(cè)壓力的形式作 用于工件表面，兩者都參與表面的研磨加工，但側(cè)壓力與正壓力相比則遠(yuǎn)遠(yuǎn)小的多。 側(cè)壓力Ps是非磁性工件在工作中所特有的壓力。對于